http://www.tdx.cat:80/handle/10803/283 Thu, 23 May 2013 04:43:11 GMT 2013-05-23T04:43:11Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107880 Development of new solvent-free microextraction techniques for the analysis of volatile organic compounds: application to the use of breath analysis as a toxicological tool for explosure analysis Alonso Roura, Mònica Hippocrates predicted many years ago that breath could tell something related with our health. On his treaties, he indicated that when the body starts moving after sleeping, and breathe with more frequency, something hot and acid is expelled with air. It is possible to predict a disease from breath, but it has not been until recent years that last developments in breath analysis has allowed to detect compounds precisely and to associate the presence of these compounds to certain diseases. The use of breath analysis in clinical diagnosis and exposure to contaminants presents great advantages as this is a non-invasive technique, compared with other techniques such as blood or urine analyses. Two new instrumental methodologies have been developed in the present thesis, which are based on adsorbent micro-traps, specifically designed for the analysis of volatile compounds in breath and environmental samples. These equipments are versatile and low cost, compared to other commercially available instrumentations. One of the methodologies developed has been designed for the analysis volatile compounds in breath samples, showing efficiency and resolutions unknown up to know. It has allowed detecting exposure to volatile contaminants in a range of concentrations that the current techniques cannot achieve. The second equipment has been developed for the analysis of the same contaminants in other biological matrixes, in this case blood. It has been used to assess the mechanism followed by the inhaled compounds when entering the human body. These new methodologies were evaluated in different exposure studies. 2,5-dimethylfurean was detected with a high sensitivity and allowed to determine the smoking habits of a wide group of individuals, also 48 hours after smoking. The levels of contamination due environmental tobacco smoke were also evaluated in different environments. The high sensitivity of the developed techniques allowed us to demonstrate the contamination of passive smokers by environmental tobacco smoke (ETS) after few hours of being in contact with. Breath levels of the smoking biomarker after few hours in contact with ETS where at the same level that those found in smokers who smoke few cigarettes per day; Que l’alè ens deia alguna cosa de la nostra salut ja ho va intuir Hipòcrates. Al Tractat Mèdic hi va escriure: “Així, doncs, quan el cos es posa en moviment després de dormir i respira amb més freqüència, quelcom calent i àcid és expulsat amb l’aire. D’això en venen malalties si hom no pren precaucions.” Sí, de l’olor de l’alè s’intuïen malalties però no ha estat fins als darrers anys, que els nous avanços en les tècniques d’anàlisi no han proporcionat els mecanismes adients per detectar els compostos de forma inequívoca i poder associar la seva presència a l’alè a determinades malalties. Tant des d’un punt de vista mèdic com d’exposició a contaminants, el principal avantatge de poder disposar d’una anàlisi d’alè consisteix en la metodologia diagnòstica, que no és invasiva i, per tant, no presenta els inconvenients associats a altres tècniques convencionals, com son l’anàlisi de sang i d’orina. En aquesta tesi s’han desenvolupat dos noves metodologies instrumentals, basades en micro-trampes d’adsorció, especialment dissenyades per a l’anàlisi de compostos volàtils en mostres gasoses, principalment mostres ambientals i mostres d’alè humà. Aquests nous equipaments es caracteritzen per la seva versatilitat i molt baix cost, si es comparen amb els equips comercials actuals. Un dels prototips s’ha dissenyat per a l’anàlisi de mostres d’alè, mostrant una eficàcia i resolució desconeguda fins ara, el que ha permès detectar l’exposició a contaminants volàtils a uns nivells que les tecnologies actuals no permeten assolir. El segon equipament ha estat desenvolupat per permetre analitzar els mateixos contaminants en matrius biològiques, en aquest cas sang, i poder determinar de quina manera i en quin percentatge els compostos que inhalem per exposició arriben a entrar en el cos humà. Aquestes noves metodologies s’han avaluat en diferents estudis d’exposició. S’ha pogut detectar un compost, el 2,5-dimetilfuran, amb una elevada sensibilitat per a la detecció de l’hàbit fumador de les persones, inclús després de més de 48 h d’haver fumat una cigarreta. També s’han estudiat els nivells de contaminació pel fum ambiental del tabac que tenen lloc en diferents ambients (locals de fumadors i no-fumadors). L’elevada sensibilitat de les tècniques desenvolupades ha permès demostrar “in-situ” per primera vegada que els fumadors passius només requereixen unes poques hores de contacte en un ambient contaminat pel fum del tabac per presentar nivells de contaminació a l’alè similars als dels fumadors de poques cigarretes al dia Mon, 04 Mar 2013 08:22:06 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/107880 2013-03-04T08:22:06Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101412 Hollow fiber liquid-phase microextraction in the determination of pharmaceuticals and personal care products Sagristà i Puig, Ester Extensive amounts of pharmaceuticals and personal care products (organic emerging pollutants) are introduced into the environment mainly through wastewater treatment plants discharges either effluent wastewater reaching into the aquatic environment or sewage sludge which is spread onto agricultural land. These compounds are not regulated and their negative effects on humans and wildlife are unknown. One of the main challenges of analytical chemistry is to develop selective and sensitive methods for the detection and quantitation of pharmaceuticals and personal care products and their transformation products in complex matrices. The research presented in the thesis is focused on the development of new methods based on the use of hollow fiber liquid- phase microextraction (HF-LPME) technique and liquid chromatography for the determination of some of the most consume pharmaceuticals and personal care products in wastewaters, environmental waters and sewage sludge.; Tones de substàncies biològicament actives són alliberades contínuament al medi ambient, a través de la descàrrega d’aigües residuals als medis aquàtics o de biosòlids en l’agricultura. La presència d’aquestes substàncies (contaminants emergents) en el medi ambient ha generat una gran preocupació perquè es desconeix com actuen i quins són els mecanismes implicats en la seva transformació i/o transport. Un dels reptes de la química analítica és dissenyar mètodes selectius i sensibles per a la determinació de contaminants emergents en matrius complexes. La recerca presentada en aquesta tesi es centra en el desenvolupament de nous mètodes analítics basats en l’ús de la microextracció enfase líquida amb fibra buida (HF-LPME) i la cromatografia líquida per a la determinació d’alguns fàrmacs i productes d’higiene personal en aigües residuals, medis aquàtics i biosòlids. Mon, 04 Feb 2013 12:24:26 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/101412 2013-02-04T12:24:26Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96821 Desenvolupament, implementació i aplicació de nova metodologia pel càlcul de la contribució vibracional a les propietats elèctriques: contribucions de relaxació nuclear i curvatura Luis Luis, Josep Maria The vibrational contribution to nonlinear optics (NLO) properties is the mean goal of study of this Thesis. The vibrational contribution can be split in the nuclear relaxation contribution and the curvature contribution. Nuclear relaxation contribution is caused by the changes in the equilibrium geometry induced by the electric field, while the perturbation on the potential energy surface curvature generates the curvature contribution. The general results of the present Thesis are: the development of new methodology to the calculation of the vibrational contribution, the implementation of the new developed methodology in order to facilitate the routine calculation of the NLO properties, the systematic investigation of the importance of vibrational contribution for several chemical systems; El principal objecte d’estudi d’aquesta tesi doctoral és la contribució vibracional a les propietats òptiques no lineals. La contribució vibracional es pot dividir en la contribució de relaxació nuclear i la contribució de curvatura. La contribució de relaxació nuclear és deguda als canvis en la geometria d’equilibri induïts pel camp elèctric incident, i la contribució de curvatura de la superfície de l’energia potencial induïda pel camp òptic genera la contribució de curvatura. En la primera secció de la tesi s’ha desenvolupat una metodologia per calcular les contribucions de relaxació nuclear i de curvatura a les propietats elèctriques. En la segona secció es presenten un conjunt de programes codificats en FORTRAN90 que permeten el càlcul analític i numèric de les hiperpolaritats vibracionals estàtiques i dinàmiques. En la tercera secció s’estudia l’efecte de les funcions de base i la correlació electrònica en el càlcul de les propietats òptiques no lineals Wed, 19 Dec 2012 11:50:00 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96821 2012-12-19T11:50:00Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96659 Activació d'O2, HOOH i t-BuOOH amb complexos de Cu i Fe amb lligands N-heterocíclics aromàtics i macrocíclics per l'oxidació de substrats orgànics i inorgànics en condicions suaus Costas Salgueiro, Miquel This thesis is organized in seven independent chapters: I) a description of the structure and reactivity of the metalloproteins of copper and iron which deal with the oxygen processing into living organisms; II) an study of the catalytic ability of different copper(I) complexes to activate H2O2 or tBuOOH; III) a mechanistic study on the Gif systems; IV) a study of the catalytic ability of FEpy4Cl2 to perform the catalytic oxidation of aromatic amines using H2O2 or tBuOOH as an oxidant; V) a mechanistic sudy of the reaction mechanism between LCu(I) and O2 in acetone, L = tris[4-tButyl(2-methylpyridil)] amine; VI) synthesis, structure and characterization of dinuclear zinc and cooper complexes, using hexaazamacrociclic ligands; VII) conclusions; Tesis organitzada en set capítols independents: I) activació d’O2, HOOH i t-BuOOH amb complexos de Cu i Fe per a l’oxidació de substrats orgànics i inorgànics; II) activació de dioxigen catalitzada per Cu(I) per a l’oxidació de substrats orgànics amb condicions suaus; III) la funcionalització d’hidrocarburs saturats. Noves evidències del paper de l’enllaç Fe-C en Química Gif; IV) transformació d’amines aromàtiques amb HOOH catalitzada amb Fepy4CI2+; V) mecanisme de reacció de LCu(I)CIO4, L = tris[(3-t-butil)-piridil] amina, amb oxigen en acetona; VI) complexos dinuclears de Cu i Zn amb lligands hexaazamacrocíclics Fri, 14 Dec 2012 10:28:00 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96659 2012-12-14T10:28:00Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96656 Síntesis y caracterización de materiales poliméricos para la separación no cromatográfica de metales nobles. Separación y determinación de iridio mediante cromatografía líquida y electroforesis capilar Sánchez Navarro, Juan Manuel For the selective separation of Noble Metals, different new chelating polymers with the same functional group, based on tri-isobutylphosphine sulphide, have been synthesised. Different spacers between the polymeric matrix and the functional group were introduced during the synthetic process, varying the length and number of heteroatoms (O, S) in the spacer molecule. These polymers show a good affinity towards gold and silver ions and a lower adsorption capacity towards palladium, and do not adsorb all other noble and base metals tested; Nuevos polímeros quelatantes con el mismo grupo funcional, basado en el sulfuro de tri-isobutilfosfina, han sido sintetizados para la separación selectiva de los Metales Nobles. Se han introducido diferentes espaciadores entre la matriz polimérica y los grupos funcionales, variando su longitud y el número de heteroátomos (O, S) presentes. Estos polímeros muestran una buena afinidad para los iones oro y plata, y una capacidad de adsorción inferior para los iones paladio, mientras que no adsorben al resto de Metales Nobles y metales base evaluados; Nous polímers quelatants amb el mateix grup funcional, basat en el sulfur de tri-isobutilfosfina, han estat sintetitzats per a la separació selectiva dels Metalls Nobles. S’han introduit diferents espaiadors entre la matriu polimèrica i els grups funcionals, variant la seva longitud i el nombre d’heteroàtoms (O, S) presents. Aquests polímers mostren una bona afinitat per als ions or i plata, i una capacitat d’adsorció inferior per als ions paladi, mentre que no adsorbeixen la resta de Metalls Nobles i metalls base avaluats Fri, 14 Dec 2012 10:07:28 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96656 2012-12-14T10:07:28Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96652 Síntesi de 1-oxaspiro [4.4]nonans polifuncionalitzats i (+-)-andirolactona Planas i Grabuleda, Marta Spiro-γ-lactones are widely distributed among natural products, several of them being well known by their interesting biological activities. We describe herein the synthesis of 1-oxaspiro[4.4]nonan derivatives and (+-)-andirolactone starting from easily available Diels-Alder adducts of 5-methylene-2(5H)-furanome 1 and classical dianes; La química de les espiro-γ-lactones ha despertat un considerable interès principalment degut a què moltes molècules que posseeixen aquesta estructura presenten diverses i significatives activitats biològiques. En aquesta tesi doctoral, prenent com a precursors els adductes de Diels-Alder, s’han investigat noves rutes sintètiques cap a 2(3H)-dihidrofuanones 5.5-disubstituïdes i oxaspiro[4.4]nonans polifuncionalitzats. Es presenten dues noves síntesis de (+-)-andirolactona 2, sesquiterpenoid amb estructura d’espiro-γ-butirolactona, recentment aïllat del Cedrus Libanotica i interessant per les seves propietats medicinals i biològiques potencials Fri, 14 Dec 2012 09:08:46 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96652 2012-12-14T09:08:46Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96651 Aproximacions sintètiques per a la preparació en dissolució i fase sòlida de llibreries de sistemes herocíclics de 5 membres amb elevada diversitat molecular. Síntesi d'imidazolones, triazoles i imidazoxazoles Heras i Corominas, Montserrat According to a strategy based on an Aza-Wittig reaction type, an efficient methodology in solution toward the synthesis of libraries of 2-aminoimidazolones with high molecular diversity has been developed. The strategy is readily adapted to the solid support. The regioselectivity in the heterocyclisation reaction between the corresponding carbodiimides and different primary amines for the synthesis of 2-aminoimidazolones has been studied. A correlation between the regioisomer obtained and the stereoelectronic properties of the primary amines used was stablished. The structural elucidation of there 2-aminoimidazolones was unambiguously established based on spectroscopic properties and X-Ray diffraction data; D’acord amb una estratègia basada en la reacció Aza-Wittig, s’ha desenvolupat una metodologia eficient en dissolució, fàcilment adaptable a la síntesi en fase sòlida per l’obtenció de llibreries de 2-aminoimidazolones tipus 2 i 3 amb elevada diversitat molecular. S’ha estudiat la regioselectivitat en les reaccions d’heterociclació per l’obtenció de 2-aminoimidazolones a partir de les corresponents carbodiimides 1 i diferents amines primàries, relacionant els regioisòmers obtinguts amb les propietats estereoelectròniques de les diferents amines utilitzades. Les estructures de 2-aminoimidazolones obtingudes s’han determinat inequívocament en base a les seves dades espectroscòpiques i per difracció de raigs X Fri, 14 Dec 2012 08:53:54 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96651 2012-12-14T08:53:54Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96340 Utilització de suports polimèrics en processos de separació de metalls valuosos. Aplicacions hidrometal.lúrgiques i analítiques Iglesias Juncà, Mònica The present study focuses on the characterization of solid-liquid extraction techniques for the separation and preconcentration of rare-earth elements and precious metals. We developed an impregnated resin with di (2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA) in order to separate rare-earth elements; Els treballs realitzats es centren en la caracterització de sistemes d’extracció sòlid-líquid per a la separació i preconcentració de terres rares i metalls preciosos. Amb aquest objectiu es varen avaluar diferents resines quelants, majoritàriament disponibles comercialment, per a la separació i recuperació de metalls preciosos, així com la seva aplicació a processos en columna utilitzant llits de resina fixos. També s’inclou la caracterització del procés de separació d’itri i neodimi mitjançant una resina impregnada amb dissolvent Wed, 05 Dec 2012 11:44:55 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96340 2012-12-05T11:44:55Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96336 Síntesi de nous complexos de Coure i Ruteni amb lligands de tipus tri-N-dentats: estudi de les seves propietats magnètiques i/o electroquímiques Rodríguez Pizarro, Montserrat This doctoral dissertation is divided in two different parts. The first one deals with copper complexes and their magnetic properties. The second one describes the synthesis and characterization of a new family of ruthenium compounds containing polipyridilic ligands and other species such as chloro, oxo or aquo ligands; El treball recopilat en aquesta tesi es troba dividit en dues seccions. La primera descriu la recerca duta a terme en el camp d’estudis magnètics sobre complexos polinuclears de coure. La segona recull la síntesi i caracterització d’una família de complexos de ruteni contenint el lligand bpea i altres lligands com el clorur, la bipiridina o el lligand aquo Wed, 05 Dec 2012 11:02:03 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/96336 2012-12-05T11:02:03Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/84056 New manganese complexes with nitrogen donor ligands. Catalysts for oxidation reactions Rich Masallera, Jordi The catalytic asymmetric oxidation of alkenes has special interest from both industrial and academic points of view. For this reason, catalysts able to perform these reactions in a faster and more effective manner have been developed along the latest years. This thesis describes the synthesis of new N-donor ligands (one bidentate, one bridging tetradentate and a family of spiro tetradentate), some of them chiral. The coordination of these ligands to different manganese salts is also described, giving mono-, bi- and pentanuclear complexes that have been fully characterized through structural, spectroscopic, electrochemical and magnetic techniques, using in some cases computational calculations. All complexes have been evaluated as catalysts for the epoxidation of aromatic and aliphatic alkenes. The effect of additives and ionic liquids in the catalytic media has also been studied, giving in general better results and allowing the catalyst reusability. Finally, the nature of some intermediate catalytic species was investigated.; Les reaccions catalítiques d'oxidació asimètrica d'alquens tenen una gran importància tant des d'un punt de vista acadèmic com industrial. Per aquest motiu en els darrers anys s'han desenvolupat catalitzadors capaços de portar a terme aquestes reaccions d'una forma més ràpida i eficaç. En aquesta tesi es descriu la síntesi de nous lligands N-donors (un bidentat, un tetradentat pont i una família de tetradentats spiro), alguns d'ells quirals. S'ha estudiat la coordinació d'aquests lligands a diferents sals de manganès generant complexos mono-, di- o pentanuclears que s'han caracteritzat exhaustivament mitjançant tècniques estructurals, espectroscòpiques, electroquímiques i magnètiques, utilitzant en alguns casos mètodes computacionals. S'ha avaluat l'activitat catalítica dels complexos en l'epoxidació d'alquens aromàtics i alifàtics i s'ha estudiat l'efecte que tenen els additius i líquids iònics en el medi catalític, que han portat generalment a millors resultats i han permès la reutilització del catalitzador. Finalment s'ha estudiat la naturalesa d'alguns intermedis catalítics. Fri, 07 Sep 2012 08:58:51 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/84056 2012-09-07T08:58:51Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/84050 Analytical strategies based on inductively coupled plasma sprectroscopy (ICP) and diffusive gradients in thin fims (DGT) techniques for the assessment of environmental pollution indicators Colon i Bosch, Mireia In this thesis, simple methods to determine sulfide at low levels (µg L-1) in aqueous samples and sediments by water free hydrogen sulfide vapor generation using a commercially available vapor generation accessory have been developed. The hydrogen sulfide is then introduced in the ICP-QMS, equipped with an octopole collision/reaction cell which is vented with hydrogen and helium gases, or in the ICP-AES where the optical path between the plasma and the monochromator is purged with nitrogen. Moreover some studies have been conducted for the determination of arsenic by ICP-MS in natural waters with high sodium and chloride content. Spectral and non spectral interferences on arsenic measurement have been investigated and different experiments have been developed to solve such interferences (optimizations of the cell collision conditions, arithmetic corrections, introduction of small amounts of alcohol). Finally, the use of the DGT technique (diffusive gradients in thin films) has been evaluated in acidic samples and mining wastes for the firs time.; En aquesta tesi, s’han desenvolupat mètodes senzills per a la determinació de sulfur a baixes concentracions (µg L-1) en mostres aquoses i sediments mitjançant la generació de sulfur d’hidrogen, utilitzant un accessori de generació d’hidrurs comercial. Un cop format el sulfur d’hidrogen, aquest es pot introduir a l’ICP-QMS, equipat amb una cel•la de col•lisió/reacció o a l’ICP-AES amb el pas entre el plasma i el monocromador purgat amb nitrogen. També s’han fet alguns estudis per determinar arsènic amb ICP-MS en aigües naturals amb alt contingut de sodi i clor. S’han estudiat les interferències espectrals i no espectrals sobre aquest element i s’han dut a terme diferents experiments per a resoldre-les (optimització de la cel•la de col•lisió, aplicació de correccions matemàtiques, introducció de petites quantitats d’alcohol). Finalment, s’ha avaluat l’ús de la tècnica de DGT (diffusive gradients in thin films) en mostres àcides (pHs de 5 a 10) i residus de mineria per primera vegada. Thu, 06 Sep 2012 08:59:52 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/84050 2012-09-06T08:59:52Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/83529 Computational modeling of charge transfer in nucleobase-aromatic amino acid complexes Butchosa Robles, Cristina The present thesis models nucleobase-amino acid charge transfer reactions, which can serve as base for future computational investigations of charge transfer processes in DNA-protein systems. Guanine and adenine charge transfer reactions with aromatic amino acids (histidine, phenylalanine, tryptophan, and tyrosine) have been studied. Both pi-stacked and T-shaped nucleobase-aromatic amino acid interactions have been found to produce fast charge transfer rates. Most of the aromatic amino acids are able to extract charges from DNA. Special attention has been paid to tryptophan because its redox properties. Tryptophan is the best aromatic amino acid to extract cationic charges from guanine and adenine.The studied interactions have been shown to be extremely sensitive to conformational fluctuations.; Aquesta tesis doctoral modelitza reaccions de transferència de càrrega en sistemes compostos per una nucleobase i un aminoàcid. Un millor coneixement d’aquestes interaccions pot servir com a base per futures investigacions de processos de transferència de càrrega en sistemes ADN-proteïna. S’han estudiat les reaccions de transferència de càrrega de la guanina o adenina amb aminoàcids aromàtics (histidina, fenilalanina, triptòfan i tirosina). Especialment, les interaccions amb el triptòfan, que gràcies a un potencial de ionització semblant al de la guanina pot estabilitzar millor que els altres aminoàcids un estat radical catió. S’han considerat tant interaccions dels sistemes pi com conformacions en forma T del les parelles nucleobase-aminoàcid, obtenint velocitats de reacció ràpides. La majoria d’aminoàcids aromàtics són capaços d’extreure càrregues de l’ADN. Les interaccions estudiades s’han mostrat molt sensibles a fluctuacions conformacionals. Mon, 09 Jul 2012 12:16:06 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/83529 2012-07-09T12:16:06Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/81985 Reactivity of well-defined organometallic copper(III) complexes in carbon-heteroatom bond forming reactions Casitas Montero, Alícia This thesis is focused on the unexplored field of organometallic copper(III) chemistry. Arylcopper(III) complexes have been proposed as key intermediates in Ullmann condensation reactions that consist in the coupling of aryl halides and heteroatom nucleophiles catalyzed by copper. The study of the reactivity of well-defined arylcopper(III) complexes may provide a better understanding of the mechanism of Ullmann condensation reactions, which is still under intense debate. In this doctoral dissertation we study the feasibility of well-defined arylcopper(III) complexes, which are stabilized within macrocyclic ligands, to participate in C-heteroatom bond forming reactions. We develop copper-catalyzed C-N and C-O bond forming reactions, as well halide exchange reactions, including fluorinations, based on Cu(I)/Cu(III) catalytic cycle within model aryl halide substrates. We uncover the fundamental understanding of the two-electron redox steps, oxidative addition and reductive elimination, at copper.; Aquesta tesi es centra en el camp de la química organometàl•lica del coure(III) que roman sense explorar. Els complexos arilcoure(III) s'han proposat com a intermedis clau en les reaccions de condensació Ullmann que consisteixen en l'acoblament d'halurs d'arils i nucleòfils basats en heteroàtoms catalitzades amb coure. L'estudi de la reactivitat de complexos arilcoure(III) ben definits pot proporcionar una millor comprensió del mecanisme de les reaccions de condensació Ullmann, el qual es troba sota un intens debat. En aquesta tesi doctoral s'estudia la viabilitat del complexos arilcoure(III), estabilitzats en lligands macrocíclics, de participar en reaccions de formació d'enllaç carboni-heteroàtom. S'han desenvolupat reaccions de formació d'enllaç C-N i C-O així com reaccions d'intercanvi d'halurs, on s'inclouen fluoracions, catalitzades amb coure i basades en un cicle catalític Cu(I)/Cu(III) utilitzant substrats models d'halur d'aril. S'ha obtingut una comprensió fonamental de les etapes redox a dos electrons, addició oxidant i eliminació reductiva, en coure. Wed, 20 Jun 2012 12:49:06 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/81985 2012-06-20T12:49:06Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/81713 Metalls de transició en la formació d'enllaços carboni-carboni: cicloaddicions [2+2+2] catalitzades per Rh(I) i acoblaments creuats catalitzats per Pd(0) i Ni(0) Brun Massó, Sandra Carbon-carbon bond formation reactions catalyzed by transition metals represent one of the most versatile and efficient strategies in organic synthesis. The catalytic transformations contribute to the development of methodologies that are more environmentally benign and with high atomic economy. Despite the progress in this field in recent years, the development of new and more efficient strategies of synthesis continues to be one of the main challenges of organic chemistry. In the present PhD thesis the Rh(I)-catalyzed [2+2+2] cycloaddition reaction of different macrocyclic and acyclic substrates containing double and/or triple bond in their structure are studied. On the other hand, Matsuda-Heck reactions and Suzuki-Miyaura cross-couplings using diazonium salts as electrophiles under Pd(II) catalysis with mild reaction conditions and a totally aqueous medium have been studied. Palladium-catalyzed carbon-carbon bonds a good alternative both in terms of cost and activity is the use of nickel catalysts. Finally, new Ni(0) complexes with macrocyclic and open-chain ligands containing double and triple bonds have been synthesized and completely characterized. Their activity in Suzuki cross-coupling reactions is then studied.; Les reaccions de formació d’enllaços carboni-carboni catalitzades per metalls de transició representen una de les estratègies més versàtils i eficients en síntesi orgànica. Les transformacions catalítiques contribueixen al desenvolupament de metodologies més benignes amb el mediambient i proporcionen una elevada economia atòmica. Encara que siguin molts els avenços fets en aquest camp en els últims anys, el desenvolupament de noves i més eficients estratègies de síntesi segueixen essent un dels reptes principals de la química orgànica. En la present tesi s'ha estudiat la reacció de cicloaddició [2+2+2] catalitzada per Rh(I) de diferents substrats macrocíclics i acíclics contenint dobles i/o triples enllaços. Per altra banda, s’han portat a terme reaccions de Matsuda-Heck i acoblaments creuats de Suzuki-Miyaura utilitzant sals de diazoni com a electròfils sota catàlisi per Pd(II) emprant condicions suaus de reacció i en medi totalment aquós. Una bona alternativa al pal•ladi en termes econòmics i d’activitat és l’ús de catalitzadors de níquel. Finalment s’han sintetitzat i caracteritzat estructuralment nous complexos de Ni(0) amb lligands macrocíclics i de cadena oberta contenint diferents insaturacions i s'ha estudiat la seva activitat catalítica en reaccions de Suzuki. Wed, 06 Jun 2012 13:20:43 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/81713 2012-06-06T13:20:43Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/80815 Synthesis of unusual alpha-amino acids and study of the effect of their incorporation into antimicrobial peptides. Total synthesis of biactive marine natural products and analogues thereof El Marrouni El Ghazaoui, Abdellatif The principle theme of this thesis was the synthesis of bioactive compounds. To this end, this work was focus on two main projects. The first one, which was carried out in the Department of Chemistry of the University of Girona under the supervision of Dr Montserrat Heras, concerned the synthesis of new unnatural amino acids bearing a pyrimidine ring within their side chain for incorporation into the antimicrobial peptide BP100 following a rational design in order to improve its biological profile. On the other hand, the second chapter of this thesis was developed in collaboration with the Laboratoire de Chimie Organique (ESPCI-ParisTech, Paris, France) under the guidance of Pr Janine Cossy and Dr Arseniyadis. This chapter was centered on the total synthesis of three marine natural products with complex structures and interesting biological activities: acremolide B, (–) bitungolide F and lyngbouilloside.; Aquesta tesi s'ha centrat en la preparació de nous compostos bioactius seguint dues estratègies diferents. El primer projecte es va portar a terme sota la supervisió de la Dra. Montserrat Heras del grup LIPPSO del Departament de Química i ha permés el desenvolupament de noves metodologies per la síntesi de nous aminoàcids no naturals. i el seu ús en la preparació d'anàlegs del pèptid antimicrobià BP100 amb l'objectiu de millorar-ne les propietats biològiques. El segon projecte és fruit de la col•laboració amb la Prof. Janine Cossy i el Dr. Stellios Arseniyadis del "Laboratoire de Chimie Organique" de l'Ecole Superieur de Physique et Chimie Industrielles (ESPCI-ParisTech, Paris, França). I ha permés posar a punt tres estratègies sintètiques convergents i versàtils per l’obtenció de tres productes naturals de gran complexitat estructural i interessants activitats biològiques – l'acremolide B, la bitungolide F i la lyngbouilloside – aïllats recentment del fons marí de diferents punts del món. Thu, 10 May 2012 11:42:04 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/80815 2012-05-10T11:42:04Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/78940 Managanese and dicopper complexes for bioinspired oxidation reactions: catalytic and mechanistic studies on C-H and C=C oxidations Garcia Bosch, Isaac Enzymes are high-weight molecules which catalyze most of the metabolic processes in living organisms. Very often, these proteins contain one or more 1st row transition metal ions in their active center (Fe, Cu, Co, Mn, Zn, etc.), and are known as metalloenzymes or metalloproteins. Among these, metalloenzymes that activate molecular oxygen and use it as terminal oxidant stand out because of the wide range of catalyzed reactions and their exquisite selectivity. In this PhD dissertation we develop low-weight synthetic bioinspired complexes that can mimic structural and/or functional features of the active center of oxigenases. In the first part, we describe the use of unsymmetric dinuclear Cu complexes which are capable of performing the oxidation of phenols and phenolates in a analogous manner of the tyrosinase protein. In the second part, we describe the use of mononuclear manganese complexes in the oxidation of alcanes and alquenes.; Els enzims són molècules d’elevat pes molecular que catalitzen la majoria de processos metabòlics en els éssers vius. Sovint aquestes proteïnes contenen un o diversos ions metàl•lics de la 1a sèrie de transició en el seu centre actiu (Fe, Cu, Co, Mn, Zn, etc.), essent anomenats metal•loenzims o metal•loproteïnes. D’aquests, els metal•loenzims que activen la molècula d’oxigen i l’utilitzen com a oxidant ressalten per la varietat de reaccions catalitzades i la seva exquisida selectivitat. En aquesta tesi doctoral, desenvolupem complexos de baix pes molecular que puguin mimetitzar estructural i/o funcionalment els centres actius de les oxigenases. En una primera part, es descriu la utilització de complexos assimètrics dinuclears de Cu capaços de dur a terme l'oxidació de fenols i fenolats de manera similar a la proteïna tirosinasa. En una segona part, es descriu l'ús de complexos mononuclears de manganès per a l'oxidació d'alcans i alquens. Tue, 27 Mar 2012 11:42:47 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/78940 2012-03-27T11:42:47Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/78146 Reaccions de cicloaddició [2+2+2] catalitzades per Rh(I) Garcia López, Lídia The development of new chemical processes and efficient catalysts for the formation of carbon-carbon bonds is an important topic in organic chemistry. In particular, the [2+2+2] cycloaddition reaction involving different insaturations mainly alkynes, alkenes and nitriles is a highly efficient synthetic tool that allows polysubstituted benzenic, cyclohexadienic and pyridinic compounds to be obtained in one reaction step and in an atom economy process, resulting in the simultaneous formation of three new bonds in the formed ring. In recent years, research to produce new catalysts that can work effectively in mild reaction conditions has attracted great interest, as has the use of these processes in the synthesis of products of potential biological interest. This doctoral thesis is based on the methodological study of the rhodium(I)-catalyzed [2+2+2] cycloaddition reaction.; El desenvolupament de nous processos químics i catalitzadors eficients per a la formació d’enllaços C-C és un tema d’especial importància en química orgànica. Concretament, la reacció de cicloaddició [2+2+2] involucrant diferents tipus d’insaturacions, principalment alquins, alquens i nitrils, és una eina sintètica molt eficaç que permet l’obtenció de compostos benzènics, ciclohexadiènics i piridínics polisubstituïts en un sol pas de reacció i en un procés d’economia d’àtoms, generant-se simultàniament els tres nous enllaços de l’anell format. En els darrers anys, la recerca per a aconseguir catalitzadors que permetin treballar eficientment en condicions suaus de reacció ha despertat un gran interès, així com la utilització d’aquests processos en la síntesi de productes amb potencial interès biològic. La present tesi doctoral es basa en l’estudi metodològic de les reaccions de cicloaddició [2+2+2] catalitzades per rodi(I). Wed, 14 Mar 2012 11:44:22 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/78146 2012-03-14T11:44:22Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/69920 Synthesis of antimicrobial peptides derived from BP100 and BPC194 Güell Costa, Imma In the present PhD thesis we studied the solid-phase peptide synthesis of antimicrobial peptides derived from the lead peptides BP100 and BPC194. First, peptides derived from BP100 containing D-amino acids at different positions of the sequences were prepared. Moreover, peptidotriazoles derived from BP100 were also synthesized containing the triazole ring at the side-chain of different amino acids. Then, we proceeded to perform studies for the synthesis of multivalent peptides derived from BPC194. To achieve this objective, the synthesis of cyclic peptides containig a triazole ring at amino acids side-chain with different elongations was carried out. Finally, we prepared various carbopeptides containing 2 and 4 units of BP100 and/or its derivatives. The evaluation of the biological activity allowed the identification of active sequences against the economically important phytopathogenic bacteria and fungi and not toxic against eukaryotic cells.; En aquesta tesi doctoral es va estudiar la preparació en fase sòlida de pèptids antimicrobians derivats dels pèptids lead BP100 i BPC194. En primer lloc, es varen preparar derivats del pèptid lineal BP100 incorporant D aminoàcids en diferents posicions de la seqüència. A més, també es varen sintetitzar derivats d'aquest pèptid lead incorporant un anell de triazole a la cadena lateral de diferents aminoàcids. Posteriorment, es va procedir a l'estudi de la síntesi dd pèptids multivalents derivats de BPC194. Per aconseguir aquest objectiu es va portar a terme la síntesi de pèptids cíclics incorporant un anell de triazole a la cadena lateral d’aminoàcids amb diferents allargades de cadena. Finalment, va procedir a la preparació de carbopèptids contenint 2 i 4 unitats de BP100 i/o derivats. L’avaluació de l’activitat biològica dels pèptids sintetitzats va permetre idenficar seqüències actives enfront de bacteris fitopatògens i fongs i poc tòxiques enfront cèl•lules eucariotes. Thu, 09 Feb 2012 11:14:48 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/69920 2012-02-09T11:14:48Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/53634 Efecto de la aplicación de altas presiones hidrostáticas en un producto de origen animal, el jamón curado y en un producto vegetal, el nabo Clariana Orduña, Maria High pressure processing is a food preservation technique which can be an alternative to heat treatment. Pressurization, in theory, produces changes in organoleptic properties and antioxidant compounds to a lesser extent. The objective of the present dissertation has been to study the effect of high pressure processing on oxidative processes and their relation to the organoleptic qualities of diced swede and packaged sliced ham. The results have pointed to pressurization at 600 MPa, and produce an effective decontamination is that which causes less loss of compounds or antioxidant properties. For swede, this pressure level also caused a minor modification of the organoleptic qualities. This dissertation has also shown that depending on feed composition, the effect of pressurization on the organoleptic qualities can be diametrically opposite.; La aplicación de altas presiones hidrostáticas es una técnica de conservación de alimentos que puede ser una alternativa al tratamiento térmico. La presurización, en teoría, produce una menor modificación de las propiedades organolépticas y de los compuestos antioxidantes. En el presente trabajo se ha estudiado el efecto de las altas presiones hidrostáticas en los procesos oxidativos y su relación con las cualidades organolépticas del nabo troceado y del jamón curado empaquetado loncheado. Los resultados obtenidos han apuntado a que la presurización a 600 MPa, además de producir una descontaminación efectiva, es la que causa una menor pérdida de compuestos o propiedades antioxidantes. En el caso del nabo, esta presión también es la que ocasiona una menor modificación de las cualidades organolépticas. En el presente trabajo también se ha observado que en función de la composición del alimento, el efecto de la presurización en las cualidades organolépticas puede ser diametralmente opuesto. Mon, 30 Jan 2012 11:08:27 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/53634 2012-01-30T11:08:27Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/52981 Rhodium(I) catalyzed [2+2+2] cycloaddition reactions: experimental and theoretical studies Dachs Soler, Anna The [2+2+2] cycloaddition reaction involves the formation of three carbon-carbon bonds in one single step using alkynes, alkenes, nitriles, carbonyls and other unsaturated reagents as reactants. This is one of the most elegant methods for the construction of polycyclic aromatic compounds and heteroaromatic, which have important academic and industrial uses. The thesis is divided into ten chapters including six related publications. The first study based on the Wilkinson’s catalyst, RhCl(PPh3)3, compares the reaction mechanism of the [2+2+2] cycloaddition process of acetylene with the cycloaddition obtained for the model of the complex, RhCl(PH3)3. In an attempt to reduce computational costs in DFT studies, this research project aimed to substitute PPh3 ligands for PH3, despite the electronic and steric effects produced by PPh3 ligands being significantly different to those created by PH3 ones. In this first study, detailed theoretical calculations were performed to determine the reaction mechanism of the two complexes. Despite some differences being detected, it was found that modelling PPh3 by PH3 in the catalyst helps to reduce the computational cost significantly while at the same time providing qualitatively acceptable results. Taking into account the results obtained in this earlier study, the model of the Wilkinson’s catalyst, RhCl(PH3)3, was applied to study different [2+2+2] cycloaddition reactions with unsaturated systems conducted in the laboratory. Our research group found that in the case of totally closed systems, specifically 15- and 25-membered azamacrocycles can afford benzenic compounds, except in the case of 20-membered azamacrocycle (20-MAA) which was inactive with the Wilkinson’s catalyst. In this study, theoretical calculations allowed to determine the origin of the different reactivity of the 20-MAA, where it was found that the activation barrier of the oxidative addition of two alkynes is higher than those obtained for the 15- and 25-membered macrocycles. This barrier was attributed primarily to the interaction energy, which corresponds to the energy that is released when the two deformed reagents interact in the transition state. The main factor that helped to provide an explanation to the different reactivity observed was that the 20-MAA had a more stable and delocalized HOMO orbital in the oxidative addition step. Moreover, we observed that the formation of a strained ten-membered ring during the cycloaddition of 20-MAA presents significant steric hindrance. Furthermore, in Chapter 5, an electrochemical study is presented in collaboration with Prof. Anny Jutand from Paris. This work allowed studying the main steps of the catalytic cycle of the [2+2+2] cycloaddition reaction between diynes with a monoalkyne. First kinetic data were obtained of the [2+2+2] cycloaddition process catalyzed by the Wilkinson’s catalyst, where it was observed that the rate-determining step of the reaction can change depending on the structure of the starting reagents. In the case of the [2+2+2] cycloaddition reaction involving two alkynes and one alkene in the same molecule (enediynes), it is well known that the oxidative coupling may occur between two alkynes giving the corresponding metallacyclopentadiene, or between one alkyne and the alkene affording the metallacyclopentene complex. Wilkinson’s model was used in DFT calculations to analyze the different factors that may influence in the reaction mechanism. Here it was observed that the cyclic enediynes always prefer the oxidative coupling between two alkynes moieties, while the acyclic cases have different preferences depending on the linker and the substituents used in the alkynes. Moreover, the Wilkinson’s model was used to explain the experimental results achieved in Chapter 7 where the [2+2+2] cycloaddition reaction of enediynes is studied varying the position of the double bond in the starting reagent. It was observed that enediynes type yne-ene-yne preferred the standard [2+2+2] cycloaddition reaction, while enediynes type yne-yne-ene suffered β-hydride elimination followed a reductive elimination of Wilkinson’s catalyst giving cyclohexadiene compounds, which are isomers from those that would be obtained through standard [2+2+2] cycloaddition reactions. Finally, the last chapter of this thesis is based on the use of DFT calculations to determine the reaction mechanism when the macrocycles are treated with transition metals that are inactive to the [2+2+2] cycloaddition reaction, but which are thermally active leading to new polycyclic compounds. Thus, a domino process was described combining an ene reaction and a Diels-Alder cycloaddition.; La reacció de cicloaddició consisteix en la formació de tres enllaços carboni-carboni en un únic pas de reacció on poden estar involucrats alquins, alquens, nitrils, carbonils i altres compostos insaturats. És un dels mètodes més elegants per a la construcció de compostos aromàtics i heteroaromatics policíclics amb importants usos acadèmics i industrials. La tesi es divideix en deu capítols que contenen sis publicacions relacionades. El primer estudi es basa en el catalitzador de Wilkinson, RhCl(PPh3)3, on es compara el mecanisme de reacció del procés de cicloaddició d’acetilè pel que s’obté amb el model del complex, RhCl(PH3)3. Aquest projecte de recerca va ser iniciat per estudiar la substitució de lligands PPh3 per PH3 en els estudis de DFT, que s’aplica habitualment per reduir el cost computacional, tot i que els efectes electrònics i estèrics produïts pels lligands PPh3 són molt diferents dels creats per PH3. Malgrat algunes diferències observades, es va constatar que la substitució de PPh3 per PH3 en el catalitzador pot ser utilitzada per reduir el cost computacional de manera significativa i a l’hora obtenir resultats qualitativament acceptables. Un cop obtinguts els resultats anteriors, es va utilitzar el model del catalitzador de Wilkinson, RhCl(PH3)3, per l’estudi teòric de diferents reaccions de cicloaddició amb sistemes insaturats duts a terme al laboratori. En el grup de recerca es va trobar que en el cas de sistemes totalment tancats, concretament els macrocicles de 15 i 25 baules, poden donar sistemes benzènics policíclics excepte en el cas del macrocicle de 20 baules, que va resultar inactiu vers el catalitzador de Wilkinson. En aquest estudi, la realització de càlculs teòrics va permetre determinar l’origen de la diferent reactivitat del macrocicle de 20 baules, on es va trobar que la barrera d’activació de l’addició oxidativa entre dos alquins és molt més alta que les que es van obtenir pel macrocicle de 15 i 25 baules. Aquesta barrera es va atribuir bàsicament a l’energia d’interacció, la qual correspon a l’energia que s’allibera quan els dos reactius deformats interaccionen en l’estat de transició. Concretament el principal factor que hi contribueix és que el macrocicle de 20 baules presenta més estabilitat i més deslocalització de l’orbital HOMO en el pas d’addició oxidativa. A més a més, es va observar que la formació d’anells de 10 baules durant la cicloaddició del macrocicle de 20 baules presenta impediments estèrics importants. Per altra banda, en el Capítol 5 es presenten estudis electroquímics realitzats en col•laboració amb la Prof. Anny Jutand de París, que van permetre estudiar el cicle catalític de la reacció de cicloadició entre un dií i un monoalquí. Es van obtenir així les primeres dades cinètiques dels dos principals passos del cicle catalític amb el complex de Wilkinson, on es va observar que el pas determinant de la reacció pot variar en funció de l’estructura dels reactius de partida. En el cas en què en la reacció de cicloaddició participin dos triples i un doble enllaç en la mateixa molècula (endiins), és conegut que l’addició oxidativa pot donar-se entre dos triples enllaços o un triple i un doble enllaç. El model del catalitzador de Wilkinson va ser utilitzat mitjançant càlculs DFT per analitzar els diferents factors que poden influir en el mecanisme de reacció. Aquí es va observar que els endiins cíclics sempre prefereixen l’addició oxidativa entre els dos triples enllaços, mentre que els acíclics tenen diferent preferència en funció del linker i dels substituents presents en els triples enllaços. A més a més, el mateix model de Wilkinson es va utilitzar per explicar els resultats experimentals realitzats en el Capítol 7 on s’estudia la reacció de cicloaddició d’endiins variant la posició del doble enllaç en el reactiu de partida. Es va observar que els sistemes in-en-in preferien la cicloaddició convencional donant el producte ciclohexadienic esperat, mentre que els sistemes in-in-en patien una β-eliminació seguida d’una eliminació reductiva del catalitzador de Wilkinson i donant, finalment, productes ciclohexadiènics els quals són isòmers dels que s’obtindrien mitjançant una cicloaddició convencional. Finalment, l’últim capítol d’aquesta tesi es basa en l’ús de càlculs DFT per determinar el mecanisme de reacció quan els macrocicles són tractats amb metalls de transició inactius per donar la reacció de cicloaddició, però reaccionen tèrmicament obtenint nous compostos policíclics. Així es va descriure un procés dòmino on es combina una reacció ene seguida d’una cicloaddició de Diels-Alder. Fri, 13 Jan 2012 11:18:06 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/52981 2012-01-13T11:18:06Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/51663 Development of chemical separation processes for the treatment and monitoring of metallic cations and oxoanions in polluted waters Güell Martí, Raquel The chemical contamination of natural waters is a global problem with a worldwide impact. Considering the relevance of this problem, this thesis is intended, on one hand, to develop different separation/preconcentration techniques based on membranes ability to permeate anions for the transport of toxic oxyanions of chromium(VI) and arsenic contained in aqueous matrices. In particular, we have investigated supported liquid membranes and polymer inclusion membranes, both of which contain the commercial quaternary ammonium salt Aliquat 336 as a carrier, as well as commercial anion exchange membranes. On the other hand, we have focused on the development of chemical sensors to facilitate the monitoring of several metals from different aqueous matrices. Thus, a selective optical sensor for Cr(VI) based on polymeric membranes containing Aliquat 336 as an ionophore has been designed. Additionally, mercury-based screen-printed electrodes have been evaluated for for cadmium, lead, copper and zinc detection.; La contaminació química de les aigües naturals és un problema global amb repercussió a nivell mundial. Donada la rellevància que té aquesta problemàtica, en la present tesi s’han desenvolupat d’una banda tècniques de separació/preconcentració basades en diferents sistemes de membrana en què el mecanisme de transport proposat és un bescanvi aniònic per als oxoanions tòxics de crom(VI) i arsènic presents en matrius aquoses. Concretament, s’ha treballat amb membranes líquides suportades que contenien el portador comercial Aliquat 336, membranes d’inclusió polimèriques amb el mateix portador i membranes de bescanvi aniònic comercials. D’altra banda, s’ha treballat en el desenvolupament de diferents sensors químics per monitoritzar diversos metalls presents en matrius aquoses. Així, s’ha dissenyat un sistema de sensor òptic selectiu a Cr(VI) basat en membranes polimèriques utilitzant també el portador Aliquat 336 i s’ha desenvolupat un sistema de monitorització per plom, coure, cadmi i zinc basat en microelèctrodes serigrafiats modificats amb mercuri. Thu, 24 Nov 2011 13:16:53 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/51663 2011-11-24T13:16:53Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/38882 Pèptids biarílics a partir de 4-iodofenilalanina o 3-iodotirosina per borilació i reacció de Suzuki-Miyaura en fase sòlida. Avaluació de l'activitat antimicrobiana Afonso Afonso, Ana En aquesta tesi doctoral es va estudiar la preparació de pèptids biarílics en fase sòlida. En primer lloc, es varen borilar residus de fenilalanina o tirosina presents a la seqüència peptídica a través d’una reacció de Miyaura. A continuació, es varen arilar els boronats resultants a través d’una reacció de Suzuki-Miyaura sota irradiació de microones, utilitzant diversos halurs d’aril i haloaminoàcids. La metodologia trobada es va estendre a la preparació de pèptids biarílics cíclics. Aquesta aproximació presenta l’avantatge d’evitar la síntesi en dissolució i la purificació del boronoaminoàcid. A més, permet la preparació d’una àmplia diversitat de pèptids biarílics a partir d’un únic boronopèptid. L’avaluació de l’activitat biològica dels pèptids sintetitzats va permetre idenficar seqüències actives enfront dels bacteris Erwinia amylovora, Xanthomonas vesicatoria, i Pseudomonas syringae, que són responsables de malalties greus en plantes d’interès econòmic com pereres i pomeres, i que varen resultar ser molt poc tòxics enfront cèl•lules eucariotes.; The present PhD study was focused on the preparation of biaryl peptides on solid-phase. First, phenylalanine or tyrosine residues were borylated through a Miyaura reaction. Then, the resulting boronates were arylated via a Suzuki-Miyaura reaction under microwave irradiation, using a range of aryl halides and haloamino acids. This methodology was extended to the solid-phase synthesis of biaryl cyclic peptides. This strategy is advantageous because it avoids the synthesis and purification of amino acid boronates in solution. Moreover, it allows the preparation of a large diversity of biaryl peptides from a single boronopeptide intermediate. The evaluation of the biological activity allowed the identification of active sequences against the economically important plant pathogenic bacteria Erwinia amylovora, Xanthomonas vesicatoria, and Pseudomonas syringae, and moreover they were not toxic against eukaryotic cells. Wed, 05 Oct 2011 09:54:43 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/38882 2011-10-05T09:54:43Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/37471 Analysis of chemical bonding and aromaticity from electronic delocalization descriptors Feixas Geronès, Ferran Interactions between electrons determine the structure and properties of matter from molecules to solids. Therefore, the understanding of the electronic structure of molecules will enable us to extract relevant chemical information. In the first part of this thesis, we focus our attention on the analysis of chemical bonding by means of the Electron Localization Function (ELF) and the Domain-Averaged Fermi Hole analysis (DAFH). In the second part, we assess the performance of some indicators of aromaticity by analyzing their advantages and drawbacks. We propose a series of tests based on well-known aromaticity trends that can be applied to evaluate the aromaticity of current and future indicators of aromaticity in both organic and inorganic species. Moreover, we investigate the nature of electron delocalization in both aromatic and antiaromatic systems in the light of Hückel’s (4n + 2) rule. Finally, we analyze the phenomenon of multiple aromaticity in all-metal clusters.; Les interaccions entre electrons determinen l’estructura i propietats de la matèria. Per tant, la comprensió de l’estructura electrònica de les molècules ens permetrà extreure informació química rellevant. En la primera part d’aquesta tesi, centrem la nostra atenció en l’anàlisi de l’enllaç químic per mitjà de la funció de localització electrònica (ELF) i l’anàlisi dels anomenats domain averaged Fermi holes (DAFH). En la segona part, s’avalua el comportament d’alguns indicadors d’aromaticitat analitzant els seus avantatges i inconvenients. Al llarg d’aquesta part, es proposen una sèrie de tests basats en tendències d’aromaticitat conegudes que es poden aplicar per avaluar el comportament dels indicadors actuals en espècies tan orgàniques com inorgàniques. A més a més, s’investiga la naturalesa de la deslocalització d’electrons en sistemes aromàtics i antiaromàtics que segueixen la regla 4n+2 que proposà Hückel. Finalment, analitzem el fenomen de l’aromaticitat múltiple en sistemes metàl•lics Tue, 20 Sep 2011 10:16:09 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/37471 2011-09-20T10:16:09Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/31831 Selenium cycling in volcanic environments: the role of soils as reactive interfaces Floor, Geerke Henriette Selenium (Se) is an element with important health implications that is emitted in significant amounts from volcanoes. Attracted by the fertility of volcanic soils, around 10% of the world population lives within 100 km of an active volcano. Nevertheless, the behaviour of Se in volcanic environments is poorly understood. Therefore, the main aim of this thesis is to investigate the role of soils in the Se cycling in volcanic environments. Prior to the geochemical studies, precise and accurate methods for the determination of Se contents, speciation and isotopic signatures were developed. Afterwards, a combination of field studies and lab controlled experiments were performed with soils from two contrasting European volcanic settings: Mount Etna in Sicily (Italy) and Mount Teide in Tenerife (Spain). The results showed a strong link between Se behaviour and soil development, indicating that Se mobility in volcanic soils is controlled by sorption processes and soil mineralogy.; El selenio (Se) tiene afectas sobre la salud y es emitido por los volcanes. Atraída por la fertilidad de los suelos volcánicos, un 10% de la población mundial vive <100 km de volcanes activos. Sin embargo, el comportamiento geoquímico del Se en ambientes volcánicos es aún poco conocido. El objetivo de esta tesis es contribuir a la comprensión del papel del suelos en el ciclo del Se en medios volcánicos. En una primera etapa se desarrollaron métodos analíticos para determinar el contenido, la especiacíon y las relaciónes isotópicas del Se. Los estudios geoquímicos se realizaron con suelos de dos lugares con características muy distintas: el Monte Etna (Italia) y el volcán Teide (Tenerife). Los estudios de terreno y de laboratorio revelaron una gran interrelación entre el comportamiento del Se y el desarrollo de suelos, y que la movilidad de Se está controlado por los procesos de adsorción y la mineralogía en suelos volcánicos. Fri, 27 May 2011 12:17:12 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/31831 2011-05-27T12:17:12Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8059 Estudi de la complexació dels ions Fe3+ i Al3+ per fosfats i lligands orgànics carboxílics : aplicació a la caracterització química d'aigües per a tractaments industrials i agrícoles Escoda i Acero, Ma. Lluïsa La memòria consisteix en l'estudi de la complexació del Fe3+ i de l'AI3+ per fosfats i lligands orgànics carboxílics (PBTC) en un medi iònic 0.5 M en NaNO3 i una posterior aplicació dels resultats obtinguda a la caracterització química de l'aigua per ús industrial i agrícola. La tècnica analítica emprada per la obtenció de les dades experimentals es fonamenta en la determinació de l'acidesa mitjançant valoracions potenciomètriques. Aquestes dades, transformades en funcions del tipus Z són introduïdes en els programes de càlcul LEGATROP i HYPERQUAD amb l'objectiu de modelar el comportament químic de cada sistema estudiat. Tue, 12 Apr 2011 17:44:20 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8059 2011-04-12T17:44:20Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8057 Aproximacions sintètiques per a la preparació estereoselectiva de noves quinolil i pirazolilglicines i per a la preparació en fase sòlida de llibreries de benzotiazoles, 1,2,4-triazines i benzimidazoles Cabarrocas Duran, Gemma El treball experimental que ha permès redactar la present Tesi Doctoral ha estat dividit en dues parts. A la primera part es presenten els resultats referents a la síntesi estereocontrolada de noves heteroarilglicines (quinolil i pirazolilglicines) a partir de cetones acetilèniques, substrats quirals que permeten accedir a l'esquelet de diferents heterocicles (quinolines i pirazoles), la posterior obtenció dels corresponents quinolil i pirazolil-&#61538;-aminoalcohols i les diferents metodologies d'oxidació per tal d'accedir a les corresponents quinolil i priazolilglicines objectiu. A la segona part d'aquesta memòria s'ha estudiat, en dissolució, l'habilitat del grup alquilsulfona com a grup sortint eficaç en reaccions d'ipso-substitució nucleofilica. El desenvolupament d'aquesta reacció ha servit de punt de partida per a la creació de llibreries d'heterocicles amb alta diversitat molecular i potencial interès biològic sobre fase sòlida.; These work have been divided in two sections. In the first section, a new and efficient methodology towards the stereocontrolled synthesis of novel &#61537;-acetylenic ketones containing a masked &#61537;-amino acid functionality in enantiomerically pure form has been developed. This new chiral building block is the starting material for the synthesis of enantiomerically pure quinolyl and pyrazolylglycines, important structures with potential biological activity and very useful for the synthesis of peptidomimetics. The methods begins from the Garner's aldehyde and takes place through an alkyne derivative via a carbonyl-alkyne homologation reaction. Condensation of the lithium acetylide at low temperatures with different aldehydes yielded the corresponding propargyllic alcohol derivatives in good yields, which under mild oxidative conditions gave the corresponding acetylenic ketones algmost quantitatively.In the second part of this work, the ability of alkylsulfonyl groups as efficient leaving groups in heteroaromatic mucleophilic ipso-substitution reactions has been studied. The rational behind this study has been the possibility of transferring the developed methodology to the solid support and thus to synthesize in a parallel fashion a small library of molecularly diverse heterocycles with potential biological interest. An in solution optimised methodology has been successfully transferred to the solid support and a small library of molecularly diverse benzothiazoles (&#61552;-excedent heterocylces) was prepared in a parallel fashion in good overall yields and purities of the final products. Tue, 12 Apr 2011 17:44:18 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8057 2011-04-12T17:44:18Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8058 Aproximacions a la síntesi estereoselectiva de noves heteroarilglicines Serrat i Sitjas, Xavier L'objectiu principal de la present tesi doctoral ha consistit fonamentalment en la síntesi de noves heteroarilglicines òpticament pures. Amb aquesta idea s'han desenvolupat dues estratègies diferents: síntesi estereoselectiva utilitzant auxiliars quirals i síntesi estereocontrolada utilitzant aldehids quirals derivats d' L-serina com a "building-blocks". Així doncs, per a la primera estratègia s'han dissenyat i sintetitzat els dos nous auxiliars quirals del tipus imidazolidin-2-ona 111 i 135 utilitzant L-fenilalanina i L-serina respectivament com a materials de partida òpticament purs. Davant els problemes detectats en la síntesi d'a-aminoàdics mitjançant síntesi asimètric, s'ha canviat d'estratègia i s'ha utilitzat una síntesi estereocontrolada utilitzant aldehids quirals obtinguts a partir d'L-serina.; The main target of the present PHD work was the synthesis of optically pure novel heteroarylglycines. With this aim, two different strategies were developed: stereoselective synthesis using chiral auxiliaries, and stereocontrolled synthesis using chiral aldehydes derived from L-serine as "building-blocks".<br/>For the first strategy, two novel imidazolidine-2-one chiral auxiliaries of type 111 and 135 were designed and prepared. As optically pure starting materials, L-phenylalanine and L-serine were used respectively. Unfortunately, the stereoselective synthesis of a-aminoacids using these chiral auxiliaries did not afford the desired results, and, in almost all cases, unreacted starting material was recovered. In a second approach, an stereocontrolled synthesis using chiral aldehydes derived fom L-serine was developed. Tue, 12 Apr 2011 17:44:18 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8058 2011-04-12T17:44:18Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8056 Bioinspired iron and manganese catalysts for the effective and selective oxidation of alkanes and alkenes Gómez Martín, Laura La gran eficiència, selectivitat i les condicions suaus exhibides per les reaccions que tenen lloc al centre actiu de les metal·looxigenases són la font d'inspiració per la present dissertació. Amb l'objectiu de dissenyar catalitzadors d'oxidació eficients hem fet ús de dues estratègies: la primera consisteix en el disseny de complexos amb baix pes molecular inspirats en aspectes estructurals de la primera esfera de coordinació del centre metàl·lic d'enzims de ferro i de manganès. Aquests complexos s'han estudiat com a catalitzadors en l'oxidació selectiva d'alcans i d'alquens fent servir oxidants "verds" com ara l'H2O2. La segona estratègia està basada en l'ús de la química supramolecular per tal de desenvolupar estructures moleculars auto-acoblades amb la forma i les propietats químiques desitjades. Concretament, la construcció de nanocontenidors amb un catalitzador d'oxidació incrustat a la seva estructura ens permetria dur a terme reaccions més selectives, tal com passa en les reaccions catalitzades per enzims.; The high efficiency, selectivity and mild conditions exhibited by the reactions that take place in the active site of metallooxygenases are the source of inspiration of the present dissertation. With the aim of designing efficient oxidation catalysts, we make use of two different strategies: the first one is the design of low molecular weight complexes inspired by structural aspects of the first coordination sphere of the metal active site of non-heme iron and manganese enzymes. These complexes are studied as catalysts for the selective oxidation of alkanes and alkenes using green oxidants such as H2O2. The second strategy is based on the use of supramolecular chemistry to develop self-assembled molecular structures with desired shape and chemical properties. Particularly, the construction of cavity-containing 3D nanovessels with an oxidation catalyst embedded in their structures would allow us to perform more selective reactions, analogously to the reactions catalyzed by enzymes. Tue, 12 Apr 2011 17:44:17 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8056 2011-04-12T17:44:17Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8055 Síntesi de nucleopèptids en fase sòlida, i de derivats de Pantocina B Mejias Ruiz, Francesc Xavier La tesis doctoral está dividida en 3 partes:<br/>La primera presenta la aplicación del grupo TCP a la síntesis de PNAs en fase sólida. La segunda está dedicada a la síntesis de un nuevo tipo de nucleoaminácido para la síntesis de nuevos nucleopéptidos. La tercera está centrada en los estudios iniciales de síntesis de derivados de Pantocina B, un compuesto con propiedades antimicrobianas.; The doctoral thesis is divided in 3 parts: The first presents the application of the TCP group to the synthesis of PNAs in solid phase. The second is dedicated to the synthesis of a new type of nucleoaminácid for the synthesis of new nucleopéptids. The third is centered in the initial studies of synthesis of derivatese of Pantocina B, a componend with antimicrobial properties. Tue, 12 Apr 2011 17:44:16 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8055 2011-04-12T17:44:16Z http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8054 Síntesi de base sòlida de pèptids biarílics contenint 5-arilhistidines Cerezo Frias, Vanessa Els aminoàcids biarílics es troben en una àmplia varietat de pèptids naturals amb important activitat biològica. Concretament, les arilhistidines formen part de les aciculitines, pèptids amb activitat citotòxica i antifúngica, La reacció de Suzuki-Miyaura és el mètode més versàtil per obtenir biarils assimètrics, encara que, fins el moment, no s'havia aplicat per a l'arilació de l'imidazole de la histidina. L'objectiu general d'aquesta tesi fou demostrar que es podia arilar l'imidazole de la histidina en fase sòlida mitjançant una reacció de Suzuki-Miyaura. En primer lloc, es sintetitzaren 4(5)-metil-5(4)-fenilimidazole i 4(5)-metil-5(4)-(2-metoxifenil)imidazole a través de l'acoblament creuat entre un N-benzilbromoimidazole i el corresponent àcid arilborònic. Posteriorment, s'arilaren 5-bromohistidines utilitzant diversos àcids arilborònics mitjançant una reacció de Suzuki-Miyaura assistida per irradiació micrones, tant en dissolució com en fase sòlida. I finalment, mitjançant aquesta metodología, es sintetitzaren pèptids antimicrobians contenint 5-arilhistidines actius contra bacteris gram-negatius responsables d'importants malalties en plantes com el foc bacterià.; Biaryl amino acids are present in a great variety of natural peptides which display important biological activities. In particular, arylhistidines naturally occur in cytotoxic and antifungal marine peptides, aciculitins. The Suzuki-Miyaura cross-coupling is the most versatile method to obtain unsymmetrical biaryls. Up to now, it had not been applied to the arylation of the histidine imidazole ring. The main objective of this thesis was to demonstrate that a Suzuki-Miyaura reaction was amenable to solid-phase arylation of the histidine imidazole ring. Firstly, it was synthesized 4(5)-methyl-5(4)-phenylimidazole and 4(5)-methyl-5(4)-(2-methoxyphenyl)imidazole by cross-coupling between N-benzylbromoimidazole and the corresponding arylboronic acid. Secondly, 5-bromohistidines were arylated with several arylboronic acids by a microwave-assisted Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction in solution as well as solid-phase leading to the corresponding arylhistidines. Finally, antimicrobial peptides containing 5-arylhistidines were prepared using the previous methodology. They showed activity against gram-negative bacteria responsible of important plant diseases such as fire blight. Tue, 12 Apr 2011 17:44:15 GMT http://www.tdx.cat:80/handle/10803/8054 2011-04-12T17:44:15Z